Устройство для контроля качества жидкости Советский патент 1989 года по МПК G01N1/10 

1

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к охране вод, предназначено для осуществления оперативного контроля различных физико-химических показателей состава и свойств вод и может быть использовано органами водоохраны и водопользователями при контроле состава сточных вод и вод технологических циклов различных производств с целью предотвращения загрязнения водных объектов или нарушения технологического цикла.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем автоматизации процессов пробоотбора, пробоподготовки и .анализа.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства для контроля качества жидкости; на фиг. 2 - блок контроля; на фиг. 3 - измерительная кювета блока контроля; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг. 3;. на фиг. 6 - разрез В-В . на фиг. 2; на фиг,7 - разрез Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 3; на фиг. 9 - блок контроля, установленный в контролируемой жидкости.

Устройство для контроля качества жидкости снабжено блоком 1 контроля, блоком 2 управления и обработки, соединенными кабелем 3.

Блок I контроля размещен в корпусе 4, снабженном крышкой ,5. В корпусе 4 смонтированы измерительная кювета 6, емкости 7 для реактивов с дозирующими приспособлениями 8 и детекторы 9 анализатора. Узлы устройства смонтированы на каркасе 10, который имеет штепсельный разъем 1i, от

5

0

5

0

5

0

ветная часть I2 которого соединена с разъемом 13.

Корпус 4 выполнен герметичным и плавучим, а дно имеет окно, которое перекрыто фильтром 14, выполненным в виде сетчатого короба, и снабжено ножками 15.

На крышке 5 закреплен штуцер 16 с предохранительным колпачком 17, на боковой поверхности которого выполнен ряд отверстий. Горловины 18 емкостей 7 пропущены через отверстия в крышке 5 и закрыты колпачками 19.

Измерительная кювета 6 выполнена в виде вертикально расположенного цилиндра 20 с поршнем 21. Поршень 21 выполнен с периферийньми и центральным отверстиями, в которых установлены направляющие 22 поршни и с возможностью вращения установлен вал 23 мешалки 24. Верхняя часть центрального отверстия в поршне 21, совмещенного с валом 23, выполнена с резьбой, ответной ходовому винту 25. Верхняя часть вала 23 кинематически связана с приводом 26. Вал 23 связан с винтом 25 штифтом (не показан).

Над поршнем 21 размещена с возможностью перемещения в цилиндре 20 траверса 27, которая имеет центральное отверстие с резьбой для взаимодействия с ходовым винтом 25. На траверсе 27 установлен упор 28,смонтированный с возможностью взаимодействия с конечными выключателями 29 и 30.

В верхние торцы направляющих 22 ввернуты регулировочные винты 31, а к нижним концам прикреплено дно 32 с уплотнительным кольцом 33. Направляющие 22 снабжены ограничителями .

34 перемещения поршня, выполненными в виде втулок, высота которых определяет объем отбираемой пробы жидкости.

На направляющих 22 размещены пружины 35 сжатия, которые своим верхним концом опираются на упоры 36.

Поршень 2J снабжен уплотнительны кольцами 37 и 38, размещенными в ег кольцевых проточках. Периферийные отверстия поршня 21 для размещения направляющих 22 снабжены уплотнителными кольцами 39.

На боковой поверхности цилиндр 20 имеет каналы 40 для ввода растворов (реагентов), выходы которых размещены на высоте равной или большей суммарной высоте столба отбираемой пробы и максимального объема подаваемых реа:ктивов. КаладьШ из каналов 40 посредством трубок 41 соединен с дозирзтащими приспособлениями 8, которые закреплены на ёмкостях 7. Емкость 7 вьтолнена из инертных к действию реактивов материалов и снабжена серьгами 42 и штуцером 43 для сообщения полости емкости 7 с атмосферой.

Дозирующее приспособление 8 состоит из корпуса 44, дозатора 45 реактивов, выполненного в виде полого усеченного конуса, установленного с возможностью поворота в конусной полости корпуса 44. Торец дозатора 45 закрыт пробкой 46. Корпус 44 идо- затор 45 имеют каналы 47, 48 и 49. Каналом 47 полость дозатора 45 соединена с полостью емкости 7. Посредством канала 48, соединенного с трубкой 50, полость дозатора 45 соединена с атмосферой, а посредством канала 49, соединенного с трубкой 41, которая соединена с каналом 40 цилиндра 20, полость дозатора 45 соединена с полостью 20. Дозатор 45 имеет ось 51 с рычагом 52 управления. Свободный конец рычага 52 совмещен с продольным окном цилиндра 20 и размещен над поршнем 21 с возможностью поворота при перемещении поршня из нижнего в верхнее положение и обратно под действием пружишл 53. В полости дозатора 45 . на его оси 51 могут быть размещены компенсаторы 54.

Верхний конец винта 25 с возможностью вращения установлен в подшипнике 55 и с помощью муфты 56 и шесг

1451585

теренчатой передачи 57 соединен с приводом 26. В верхней части цилиндра 20 закреплен концевой выключатель g 58, который взаимодействует с упором 59, установленным на верхней плоскости поршня. В нижней части цилиндр 20 имеет диаметрально противоположно размещенные светопрозрач- 10 ные окна 60. К цилиндру 20 в местах размещения светопрозрачных окон 60 прикреплены с одной стороны источник 61 света, а с противоположной стороны детектор 9. Таких попарных ,5 размещений источников 61 света и детекторов 9 может быть несколько.

Устройство работает следукицим образом.

Перед началом работы устройства 20 для контроля качества жидкости,блок 1 контроля ножками 15 устанавливают . на горизонтальную поверхность, так чтобы сетчатый фильтр 14 не касался этой поверхности и емкости 7 запол- 25 няют реактивами, для чего отворачивают колпачки 19 и через горловины J8 заливают реактивы, необходимые для контроля тех или. иных параметров. После этого с помощью кабеля 30 через разъем 13, расположенный на крьшше 5, связанный со штепсельным разъемом II и его ответной частью 12, подключают блок 1 контроля к блоку 2 управления и обработки. 2g Затем блок 1 контроля помещают в место непосредственного контроля - водоток (канал, река, магистраль, трубопровод), водоем (водохранилище, озеро, пруд, отстойник и т.п.), ка- 0 нализационный колодец, а также иные магистрали и емкости для неагрессивных жидкостей. Б месте установки блок 1 закрепляют с помощью тросов, которые прикрепляют к серьгам 42 5 или якорят его от сноса потоком воды. Благодаря герметичному корпусу 4 и малой массой блок 1 при этом находится на плаву.

С помощью блока 2 управления и g обработки задают программу, выставляют поршень 21 блока I контроля в исходное положение и включают автоматический режим.

По программе, заданной блоком 2 g управления и обработки,включается привод 26, который через шестеренчатую передачу 57 и муфту 56 сообщает вращательное движение ходовому вин- .ту 25, который вращается в подшипнике 55, при этом траверса 27, поршень 21, дно 32 и направляющие 22 получают поступательное движение вверх до взаимодействия упора 28 с выключателем 30, отключающим электропитание привода 26, Нижний конец Ьсодового винта 25 при этом входит в зацепление с резьбовой частью поршня 21 , а траверса 27 выходит из зацепления и одновременно дно 32 уплотни- тельным кольцом 33 плотно закрывает нижний торец цилиндра 20, отсекая тем самым пробу из потока. По команде от блока 2 управления и обработки включается на время экспозиции источник 61 света, луч света проходит через светопроницаемые окна 60 и отобранную пробу воды и детектор 9 производит первый замер, результаты которого вносятся в запоминающее устройство блока 2 управления и обработки. После замера.привод 26 включается вновь, ходовой винт 25 сообщает поступательное движение поршню 21 , который при своем движении вверх с. помощью уплотнительных-колец 37, 38 и 39 создает вакуум под нижней плоскостью и одновременно верхней плоскостью воздействует на рычаг 52 дозирующего приспособления 8. Поворачиваясь вместе с осью 51 , рычаг 52 поворачивает дозатор 45, при этом открывается канал 49, сообщающийся посредством трубки 41 с каналом 40, и одновременно перекрывается канал 47, отсекая поступление реактива из емкости 7. Канал 48 через трубку 50 при этом сообщается с атмосферой за счет конструктивного расположения канала 49 выше канала 40 и создаваемого поршнем 21 вакуум реактивы поступают под поршень 21, одновременно перемешиваясь с отобра ной пробой с помощью мешалки 24.

При движении вверх по направляющим 22 поршень 21, упором 59 взаимодействует на выключатель 58, отключая электропитание привода 26 в крайнем верхнем положении поршня 21 после чего детектор 9 :производит второй замер, результаты которого обрабатываются в блоке 2 управления и обработки. После определения результатов замера, блок 2 управления и обработки подает команду приводу 26 на реверс и ходовой винт 25, вращаясь в противоположную сторону, со .общает поршню 21, траверсе 27 и

,

, -

дну 32 поступательное движение вниз до взаимодействия упора 28 с выключателем 29. Вышедший из зацепления с ходовым винтом 25 поршень 21 под- жимается пружИ Чами 35 к втулкам 34 и совместно с дном 32 занимает крайнее нижнее положение, которое является исходньм. При этом поршень 21, 1Q выходя своей нижней плоскостью за нижний торец цилиндра 20, полностью выталкивает пробу из измерительной кюветы 6. При обратном ходе поршня 21 рычаг 52 под действием пружины 53 15 поворачивает дозатор 45 в корпусе 44 в исходное положение. При этом канал 49 перекрывается, а канал 47 открывается и реагент вновь заполняет полость дозатора 45, вытесняя воздух 20 из полости через канал 48, трубку 50 и штуцер 16 в атмосферу. Одновременно воздух из атмосферы через штуцеры 16 и 43 поступает в емкость 7. Для предохранения блока 1 контроля от 25 воздействия атмосферных осадков и брызг корпус 4 закрыт 5, а штуцер 16 закрыт предохранительным колпачком 17, на боковой поверхности которого имеются отверстия, соединяющие внутреннюю полость колпачка I7 с атмосферой.

В случае необходи1 1ости уменьшения дозы реагента, подаваемого в измерительную кювету 6, перед началом работы с дозатора 45 снимают пробку 46, в полость дозатора 45 устанавливают необходимое количество компенсаторов 54, после чего дозатора 45 вновь закрывают пробой 46.

40 Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения повьштается достоверность контроля, автоматизируется процесс пробоотбора, пробо- подготовки и контроля, кроме того, 45 исключается влияние временного и температурного факторов между операциями отбора пробы и ее контроля.

Устройство также позволяет выполнять оперативный контроль превьшге- CQ ния установленных пределов концентраций загрязняющих веществ в природных и сточных водах и может быть использовано органами по регулированию использования и охране вод и во- gg допользователями при автоматическом контроле сточных вод предприятий до и после очистных сооружений.

Предлагаемое устройство может работать как индивидуальный автомати30

35

/

ческий сигнализатор или может быть влкючено в систему автоматического контроля качества воды.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля качества жидкости, включающее плавающий корпус с фильтром в нижней части, вертикально установленный цилиндр с поршнем и механизмом привода, емкости для реактивов с трубопроводами и анализаторы, установленные на цилиндре , отличающееся тем что, с целью повышения достоверно- сти контроля путем автоматизации процессов пробоотбора, пробоподго- товки и анализа, устройство снабжено траверсой, установленной в цилиндре над поршнем и вьтолненной с центральным отверстием, снабженньЫ резьбой, направляющими поршня,смон-- тированными на траверсе, подвижным днищем цилиндра, установленным через ограничители перемещения на на- правлякяцих, мешалкой, установленной под поршнем с валом, верхняя часть которого кинематически связана с механизмом привода, а средняя выполнена в виде ходового винта и дозато- рами реактивов с рычагами управления, установленными с возможностью взаимодействия с поршнем, причем поршень вьтолнен с периферийными и центральным отверстиями, в которых установлены

5858

направляющие поршня и вал мешалки,, при этом верхняя часть отверстия в поршне, совмещенного с валом, вьшол нена с резьбой, ответной ходовому винту, установленному в центральном отверстии траверсы.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дозатор снабжен конусным корпусом, полым корпусом, установленным в корпусе с возможностью поворота, осью, связанной с рычагом управления и каналами, соединяющими дозатор с емкостью для реактивов, цилиндром и атмосферой.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т- личающе-еся тем, что рычаг дозатора установлен в продольном окне, выполненном в цилиндре.

4.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что ограничители перемещения поршня установлены между подвижным днищем цилиндра и поршнем, смонтированы на направляющих поршня и выполнены в виде втулок с высотой, определяющей объем отбираемой пробы.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходы каналов ввода реактивов размещены в цилиндре на высоте, равной или большей суммарной высоты столба отбираемой пробы и максимального объема подаваемых реактивов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к охране вод, и предназначено для осуществления оперативного контроля различных физико-химических показателей состава и свойств вод. Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем автоматизации процессов пробоотбора, пробрпод

г 3

3

гъ:

Жф.П ф X л.

57

50

ZQ

26

iO

Фм.

61

Pae.ff

5-5

7J

Фиг.5

UL

i9

Фие.8

.ff